DE9111284U1

DE9111284U1 - Device for wireless connection

Info

Publication number: DE9111284U1
Application number: DE9111284U
Authority: DE
Original assignee: BAJIC IVAN 2390 FLENSBURG DE
Current assignee: BAJIC IVAN 2390 FLENSBURG DE
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1992-01-09
Anticipated expiration: 2001-09-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drahtlosen Verbindung zwischen einem Personal-Computer und diesem zugeordneten Peripheriegeräten mittels Infrarotwellen.The invention relates to a device for wireless connection between a personal computer and peripheral devices associated therewith by means of infrared waves.

Drahtloses Übertragen von Signalen an sich durch Infrarotoder Ultraschallwellen ist bekannt. Beim Betrieb von Computern und Druckern werden die für deren Verbindung erforderlichen Kabel, Umschalter u. dgl. häufig als lästig empfunden. Der zur Vermeidung dieser Nachteile denkbare Aufbau eines Netzwerks erfordert aber oft einen zu großen Aufwand, wenn nur wenige Geräte miteinander verknüpft werden sollen. Ein weiterer Nachteil der Netzwerke besteht darin, daß der Standort der anzuschließenden Geräte verhältnismäßig wenig variabel ist. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bereits vorgeschlagen worden, an die Druckerschnittstelle eines Computers einen Infrarotsender und an den Drucker einen Infrarotempfänger anzuschließen. Die vom Rechner kommenden Daten werden mittels des modulierten Infrarotlichts übertragen, vom Empfänger am Drucker demoduliert und an die Druckerschnittstelle weitergeleitet. Hierbei muß auch der Empfänger eine Sendeeinheit besitzen, damit ein bidirektionaler Betrieb wie bei einem üblichen Centronics-Anschluß realisiert werden kann. Sender und Empfänger sind funktional gleich aufgebaut, benötigen aber zum Betrieb eine Versorgungsspannung, die die Geräte aus Steckernetzteilen ziehen. Bei diesen bekannten Geräten besteht somit der Nachteil, daß zwar zwischen Computer und Drucker keine Kabel erforderlich sind, am Computer und Drucker dafür aber jeweils ein weiteres Kabel für das jeweilige Steckernetzteil vom Infrarotsender und -empfänger vorhanden sind.Wireless transmission of signals using infrared or ultrasonic waves is well known. When operating computers and printers, the cables, switches, etc. required to connect them are often perceived as a nuisance. However, setting up a network to avoid these disadvantages often requires too much effort if only a few devices are to be linked together. Another disadvantage of networks is that the location of the devices to be connected is relatively invariable. To avoid these disadvantages, it has already been suggested to connect an infrared transmitter to the printer interface of a computer and an infrared receiver to the printer. The data coming from the computer is transmitted using the modulated infrared light, demodulated by the receiver on the printer and forwarded to the printer interface. The receiver must also have a transmitter unit so that bidirectional operation can be achieved as with a standard Centronics connection. The transmitter and receiver are functionally the same, but require a supply voltage to operate, which the devices draw from plug-in power supplies. The disadvantage of these known devices is that although no cables are required between the computer and the printer, the computer and printer each require an additional cable for the respective plug-in power supply from the infrared transmitter and receiver.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß für die Informationsübertragung durch Infrarotwellen kein besonderer Netzanschluß mehr erforderlich ist.The object of the invention is to improve a device of the type mentioned at the outset so that a special mains connection is no longer required for the transmission of information via infrared waves.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Die als Adapter ausgebildeten erfindungsgemäßen Infrarotübertragungsmodule dienen als voller Kabelersatz zur kabellosen bidirektionalen Datenübertragung zwischen Standardschnittstellen wie Centronics - Centronics, RS-232 C - RS-232 C, Centronics - RS-232 C und RS-232 C - Centronics. Jedes Infrarotübertragungsmodul weist sowohl einen Sender wie auch einen Empfänger auf und ist nicht größer als ein Standard-Kabelgehäuse. Von besonderem Vorteil ist es, daß für die Infrarotübertragungsmodule keine externe Stromversorgung erforderlich ist, da diese über die jeweilige Schnittstelle erfolgt. Das kleine Gehäuse der Infrarotübertragungsmodule ist als Steckaufsatz mit der Größe eines Standardsteckers ausgebildet, so daß die Vorrichtung unauffällig und problemlos nutzbar ist. Die Übertragungsrate beträgt möglichst 2000 Bytes/Sekunde. Das jeweils übertragene Byte wird als falsch oder richtig erkannt. Eine Bit-Korrektur wird nicht durchgeführt. Wenn das Byte fehlerhaft übertragen wurde, wird es solange wiederholt, bis es als richtig erkannt wird. Der Bitstrom wird mit zwei Start-Bits synchronisiert. Die Synchronisation erfolgt über das Infrarotübertragungsmodul der Druckerseite. Da die Stromversorgung über einen Kontakt des Subminiatursteckers beim Empfänger erfolgt, ist es möglich, diesen ständig senden zu lassen. Der Bitstrom besteht aus zwei Startbits, einer Byte Nummer mit zwei Bits, acht Datenbits sowie einem Stopp-Bit und sofern erforderlich einem Paritäts-Bit. In Bestätigungsrichtung ist der Bitstrom aus zwei Startbits, einer Byte-Nummer, acht Datenbits und sofern erforderlich einem Paritäts-Bit und einem Stopp-Bit gebildet. Das Übertragungsverfahren ist wie folgt. Je nachdem, ob das gerade empfangene Bit eine 1 oder 0 ist, wird nach unterschiedlichen Zeiten das Folge-Bit - 1 oder 0 - ausgegeben. Dieses Verfahren gewährleistet, daß in dem Fall, in dem ein Bit kippt, das folgende Bit nicht erkannt wird und somit dasThe infrared transmission modules according to the invention, designed as adapters, serve as a full cable replacement for wireless bidirectional data transmission between standard interfaces such as Centronics - Centronics, RS-232 C - RS-232 C, Centronics - RS-232 C and RS-232 C - Centronics. Each infrared transmission module has both a transmitter and a receiver and is no larger than a standard cable housing. A particular advantage is that no external power supply is required for the infrared transmission modules, as this is provided via the respective interface. The small housing of the infrared transmission modules is designed as a plug-in attachment the size of a standard plug, so that the device is unobtrusive and can be used without any problems. The transmission rate is preferably 2000 bytes/second. The byte transmitted is recognized as incorrect or correct. Bit correction is not carried out. If the byte was transmitted incorrectly, it is repeated until it is recognized as correct. The bit stream is synchronized with two start bits. Synchronization takes place via the infrared transmission module on the printer side. Since the power supply is via a contact on the subminiature connector on the receiver, it is possible to have it transmit continuously. The bit stream consists of two start bits, a byte number with two bits, eight data bits, a stop bit and, if necessary, a parity bit. In the confirmation direction, the bit stream is made up of two start bits, a byte number, eight data bits and, if necessary, a parity bit and a stop bit. The transmission process is as follows. Depending on whether the bit just received is a 1 or 0, the next bit - 1 or 0 - is output after different times. This process ensures that if a bit flips, the next bit is not recognized and thus the

Programm abgebrochen werden kann. Die Übertragung erfolgt nach folgendem Schema.The program can be aborted. The transfer takes place according to the following scheme.

momentan empfangenes Bit
folgendes Bit
.— Zeitrastercurrently received bit
following bit
.— Time grid

0 1 _T 0 , 1 110 1 _T 0 , 1 11

IrIr

I II I

-1-1

Stellen, die mit . bezeichnet sind, sind die Abfragezeitpunkte der jeweiligen Flanken. Der Empfänger muß zu den bezeichneten Zeitpunkten die entsprechende Flanke empfangen. Sollte keine Flanke empfangen werden, wird sofort der Bit-Strom als fehlerhaft erkannt und entsprechend verfahren.Positions marked with . are the query times of the respective edges. The receiver must receive the corresponding edge at the designated times. If no edge is received, the bit stream is immediately recognized as faulty and the corresponding action is taken.

Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Vorrichtung sowie der ergänzenden Darstellungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using the example of the device shown schematically in the drawings and the supplementary illustrations. It shows

Fig. 1 schematisch die Verbindung eines Computers mit einem Drucker mittels Infrarotübertragungsmodulen,Fig. 1 schematically shows the connection of a computer to a printer using infrared transmission modules,

Fig. 2 das Blockschaltbild eines Infrarotübertragungsmoduls, Fig. 2 the block diagram of an infrared transmission module,

Fig. 3 den Datenflußplan der Infrarotübertragungsmodule nach Fig. I₁ Fig. 3 shows the data flow plan of the infrared transmission modules according to Fig. I ₁

Wie in Fig. 1 dargestellt erfolgt der Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Computer 3 und einem Drucker 4 mittels einer Vorrichtung 1, die aus zwei Infrarotübertragungsmodulen 2R und 2D besteht. Das Infrarotübertragungsmodul 2R ist lösbar aber fest mit dem Computer 3 verbunden. Das Infrarotübertragungsmodul 2D ist ebenfalls lösbar aber fest mit dem Drucker 4 verbunden. Zwischen den Infrarotübertragungsmodulen 2R, 2D ist zur Datenübertragung die Infrarotübertragungsstrecke 27 vorgesehen. Die Infrarotübertragungsmodule 2R, 2D sind schaltungstechnisch identisch aufgebaut, wobei lediglich ihre Subminiaturstecker die an den Computer 3 bzw. Drucker 4 angepaßte Konfiguration aufweisen.As shown in Fig. 1, a communication connection is established between a computer 3 and a printer 4 using a device 1 that consists of two infrared transmission modules 2R and 2D. The infrared transmission module 2R is detachably but firmly connected to the computer 3. The infrared transmission module 2D is also detachably but firmly connected to the printer 4. The infrared transmission path 27 is provided between the infrared transmission modules 2R, 2D for data transmission. The infrared transmission modules 2R, 2D have an identical circuit design, with only their subminiature plugs having the configuration adapted to the computer 3 or printer 4.

Fig. 2 zeigt einen Schaltplan eines Infrarotübertragungsmoduls 2R, 2D. Ein Subminiaturstecker 5 mit Steckerkontakten 6 ist mit der Schaltung eines Controllers 7 verbunden, der eine Sendeschaltung 10 mit einer Sendediode 9 bzw. einer Empfängerschaltung 11 mit einer Empfangsdiode 19 steuert. Hierzu ist am Baustein 28 des Controllers 7 ein Steuerquarz 8 vorgesehen. An den Kontakt 3 5 ist eine Spannung von 0 V und an den Kontakt 3 6 eine Spannung vom z. B. + 5 V angelegt. Ein weiterer Kontakt 37 dient als serieller Datenausgang. Der Kontakt 38 ist auf der Druckerseite mit dem Signal STROBE und auf der Rechnerseite mit einer LED belegt. Der Kontakt 39 ist mit dem Signal BUSY und der Kontakt 40 auf der Rechnerseite mit dem Signal ACKNOWLEDGE belegt. Auf der Druckerseite bleibt dieses Pin frei. An weitere Kontakte des Bausteins 28 sind Datenleitungen 41 angeschlossen. Der Kontakt 42 ist auf der Rechnerseite mit dem Signal STROBE belegt auf der Druckerseite wird dieses PIN an Plus angeschlossen.Fig. 2 shows a circuit diagram of an infrared transmission module 2R, 2D. A subminiature plug 5 with plug contacts 6 is connected to the circuit of a controller 7, which controls a transmitting circuit 10 with a transmitting diode 9 or a receiving circuit 11 with a receiving diode 19. For this purpose, a control quartz 8 is provided on the module 28 of the controller 7. A voltage of 0 V is applied to contact 3 5 and a voltage of e.g. + 5 V is applied to contact 3 6. Another contact 37 serves as a serial data output. Contact 38 is assigned the STROBE signal on the printer side and an LED on the computer side. Contact 39 is assigned the BUSY signal and contact 40 is assigned the ACKNOWLEDGE signal on the computer side. This pin remains free on the printer side. Data lines 41 are connected to other contacts of the module 28. Contact 42 is assigned to the STROBE signal on the computer side. On the printer side, this PIN is connected to plus.

Der Sendeschaltung 10 werden von dem Baustein 28 des Controllers 7 rechteckförmige Impulse zugeführt, wobei das O-Signal einer Spannung von 5 V entspricht und das 1-Signal einer Spannung von OV. In der Sendeschaltung 10 sind zwei gegeneinander geschaltete Transistoren 12, 13 angeordnet, zwischen denen die Sendediode 9 angeordnet ist. Die Basis der Transistoren 12, 13 ist an dem Controller angeschlossen. Hierbei ist der Basis desThe transmitting circuit 10 is supplied with rectangular pulses from the module 28 of the controller 7, whereby the O signal corresponds to a voltage of 5 V and the 1 signal to a voltage of 0 V. In the transmitting circuit 10, two transistors 12, 13 are arranged which are connected in opposition to one another, between which the transmitting diode 9 is arranged. The base of the transistors 12, 13 is connected to the controller. The base of the

Transistors 12 ein Widerstand 14 vorgeschaltet. Der Basis des Transistors 13 ist ein Widerstand 15 vorgeschaltet, zu dem parallel ein Kondensator 16 angeordnet ist. Parallel zur Sendediode 9 und zum Transistor 13 ist ein Kondensator 17 geschaltet, zu dem ein Widerstand in Reihe geschaltet ist. Ferner ist parallel zu den Transistoren 12, 13 ein Kondensator geschaltet, der als Filter dient. Der Kondensator 18 filtert Störungen heraus, die durch den Impulsbetrieb entstehen und auf das Gesamtsystem Einfluß nehmen könnten. Der Transistor ist als NPN-Transistor ausgebildet und der Transistor 13 als PNP-Transistor.A resistor 14 is connected in series with the transistor 12. The base of the transistor 13 is connected in series with a resistor 15, to which a capacitor 16 is connected in parallel. A capacitor 17 is connected in parallel with the transmitter diode 9 and the transistor 13, to which a resistor is connected in series. A capacitor 18 is also connected in parallel with the transistors 12, 13, which serves as a filter. The capacitor 18 filters out interference that is caused by the pulse operation and could affect the overall system. The transistor is designed as an NPN transistor and the transistor 13 as a PNP transistor.

Die Funktion der Sendeschaltung 10 ist wie folgt. Soll ein O-Signal übertragen werden, liegen an den Basen der Transistoren 12, 13 jeweils + 5 V an. Der NPN-Transistor 12 ist durchgeschaltet, so daß sich der Kondensator 17 über die CoI-lektor-Emitter Strecke aufladen kann. Gleichzeitig sperrt der PNP-Transistor 13. Soll dagegen ein 1-Signal übertragen werden, liegen an den Basen der Transistoren 12, 13 jeweils 0 V an. Dies bedeutet, daß der Transistor 12 sperrt und der Transistor 13 durchgeschaltet wird. Der Kondensator 17 entlädt sich nun über die als IR-Diode ausgebildete Sendediode 9 und die Emitter-Collektor Strecke des Transistors 13. Der durch die Sendediode 9 fließende Strom verursacht einen IR-Impuls, der abgegeben wird. Durch den Widerstand 14 an der Basis des Transistors 12 wird der Basisstrom begrenzt. Der Widerstand bewirkt in Verbindung mit dem Kondensator 16 ein schnelleres Schalten des Transistors 13. Außerdem hat der Widerstand 15 die Aufgabe, den Kondensator 16 schneller zu entladen.The function of the transmitting circuit 10 is as follows. If an O signal is to be transmitted, +5 V is applied to the bases of the transistors 12, 13. The NPN transistor 12 is switched through so that the capacitor 17 can charge via the collector-emitter path. At the same time, the PNP transistor 13 is blocked. If, on the other hand, a 1 signal is to be transmitted, 0 V is applied to the bases of the transistors 12, 13. This means that the transistor 12 is blocked and the transistor 13 is switched through. The capacitor 17 now discharges via the transmitting diode 9, which is designed as an IR diode, and the emitter-collector path of the transistor 13. The current flowing through the transmitting diode 9 causes an IR pulse to be emitted. The base current is limited by the resistor 14 at the base of the transistor 12. The resistor in conjunction with the capacitor 16 causes the transistor 13 to switch more quickly. The resistor 15 also has the task of discharging the capacitor 16 more quickly.

Die Empfängerschaltung 11 ist aus drei Stufen 21, 22, 23 mit jeweils einem Transistor 20, 24, 25 gebildet. Die Empfangsdiode 19 ist in der ersten Stufe 21 vorgesehen. Der in dieser vorhandene Transistor 20 ist als PNP-Transistor ausgebildet. Die zweite Stufe 22 ist als Verstärkerstufe ausgebildet. Der Transistor 25 der dritten Stufe 23 ist mit dem Baustein 8 des Controllers 7 verbunden. Die Funktion der Empfängerschaltung 11 ist wie folgt.The receiver circuit 11 is made up of three stages 21, 22, 23, each with a transistor 20, 24, 25. The receiving diode 19 is provided in the first stage 21. The transistor 20 present in this is designed as a PNP transistor. The second stage 22 is designed as an amplifier stage. The transistor 25 of the third stage 23 is connected to the module 8 of the controller 7. The function of the receiver circuit 11 is as follows.

Um ein schnelles Arbeiten der Empfangsdiode 19 zu ermöglichen, ist an der Empfangsdiode 19 eine hohe Vorspannung erforderlich. Eine hohe Spannung entspricht einer niedrigen Sperrschichtkapazität. Deshalb wird der Arbeitspunkt des PNP-Transistors 20 so niedrig eingestellt, daß er fast durchgeschaltet ist. Hierzu dient eine Spannung von etwa 1 V. Wenn ein Impuls von der Empfangsdiode 19 aufgenommen wird, wird der Kondensator 26 in der ersten Stufe 21 überbrückt und der Transistor 20 angesteuert, der hierbei voll durchgeschaltet wird. Die zweite Stufe 22 arbeitet als Verstärkerstufe mit Spannungsrückkopplung. Der Arbeitspunkt des Transistors 24 wird z. B. auf ca. 4 V bis 5 V eingestellt. Falls die Betriebsspannung von 6 V auf z. B. 3 V absinkt, ist gewährleistet, daß die Schaltung weiter arbeitet.In order to enable the receiving diode 19 to work quickly, a high bias voltage is required on the receiving diode 19. A high voltage corresponds to a low junction capacitance. Therefore, the operating point of the PNP transistor 20 is set so low that it is almost switched through. A voltage of about 1 V is used for this. When a pulse is received by the receiving diode 19, the capacitor 26 in the first stage 21 is bridged and the transistor 20 is controlled, which is then fully switched through. The second stage 22 works as an amplifier stage with voltage feedback. The operating point of the transistor 24 is set to approx. 4 V to 5 V, for example. If the operating voltage drops from 6 V to 3 V, for example, it is guaranteed that the circuit will continue to work.

In der dritten Stufe 23 wird die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 25 mit ca. 0,3 V vorgespannt, so daß der Transistor 25 nicht durchgeschaltet ist. Gelangen jetzt analoge Signale mit einer Amplitude > 0,2 V an die dritte Stufe 23 schaltet der Transistor 25 durch und es gelangen saubere Ausgangssignale an den Timer-Kontakt des Bausteins 28 des Controllers 7. Alle anderen Signale mit einer Amplitude < 0,2 V wie z. B. Störungen sind nicht in der Lage den Transistor durchzuschalten und gelangen somit nicht an den Ausgang der Empfangsschaltung.In the third stage 23, the base-emitter path of the transistor 25 is biased with approx. 0.3 V, so that the transistor 25 is not switched through. If analog signals with an amplitude > 0.2 V reach the third stage 23, the transistor 25 switches through and clean output signals reach the timer contact of the module 28 of the controller 7. All other signals with an amplitude < 0.2 V, such as interference, are not able to switch the transistor through and therefore do not reach the output of the receiving circuit.

Der beim Betrieb zweier Infrarotübertragungsmodule 2R, 2D erfolgende Datenfluß ist in Fig. 3 dargestellt. Dieser ist zu entnehmen, daß innerhalb der Infrarotübertragungsmodule 2R, 2D die einzelnen Baugruppen miteinander kommunizieren, während zwischen den Infrarot-Übertragungsmodulen 2R, 2D die Kommunikation jeweils zwischen einer Sende-Routine und einer Empfangs-Routine erfolgt.The data flow that occurs when two infrared transmission modules 2R, 2D are in operation is shown in Fig. 3. This shows that the individual components communicate with each other within the infrared transmission modules 2R, 2D, while between the infrared transmission modules 2R, 2D the communication takes place between a transmit routine and a receive routine.

Claims

HUTH, DIETRICH & PARTNERS -■

Lawyers

DR. KLAUS-D. HUTH Warburgstrasse 50

DR. HARTMUT DIETRICH LLM. D-2000 Hamburg 36

DR. WOLFGANG v. REINERSDORFF LLB. Telephone (0-40) 41 52

DR. MARTIN K. WOLFF LL.M. Fax (0-40) 41 52 51

DR. GERNOT STENGER LL.M. Court Case 273

PATENT ATTORNEY

DR. ING. JÜRGEN SCHMIDT-BOGATZKY
- European Patent Attorney -

Anmelder:Applicant:

Ivan Bajic
Flensburg

Bezeichnung:Designation:

Device for wireless connection

Ihr Zeichen Unser Zeichen DatumYour reference Our reference Date

G 916027 DE 04.09.1991/ti.

SCHUTZANSPRUCHEPROTECTION CLAIMS

1. Device for wireless connection between a personal computer and peripheral devices associated with it by means of infrared waves, characterized by an infrared transmission module on the computer side and a printer side (2R, 2D), on the module housings of which a subminiature plug (5) adapted to the interface of the computer (3) or printer (4) is arranged, the plug contact (6) of which is connected to a controller (7) with a control quartz (8), which is connected to a transmitting circuit (10) with a transmitting diode (9) and to a receiving circuit (11) with a receiving diode (19).

2. Device according to claim 1, characterized in that the transmitting circuit (10) has two transistors (12, 13) connected to one another, between which the transmitting diode (9) is arranged, the base of the transistors (12, 13) being connected to the controller (7) and the one transistor (12) being an NPN transistor and the

M.M.Warburg Bank Association and Wes\t/ank Dresdner Bank

Account no. 000/334 693 Account-tJr. 43/38992 Account No. 9 303 303 00

Bank code 201 201 00 Bank code 200 300 00 Bank code 200 800 00

other transistor (13) is designed as a PNP transistor.

3. Device according to claim 2, characterized in that between the base of the transistor (13) and the controller (7) a resistor (15) is arranged, to which a capacitor (16) is connected in parallel.

4. Device according to claim 2, characterized in that a resistor (14) is connected upstream of the base of the transistor (12).

5. Device according to claims 2 to 4, characterized in that a capacitor (17) is connected in parallel to the transmitting diode (9) and the transistor (13).

6. Device according to claims 2 to 5, characterized in that a capacitor (18) is connected as a filter in parallel to the transistors (12, 13).

7. Device according to claim 1, characterized in that the receiving diode (19) of the receiver circuit (11) is connected to a PNP transistor (20) which, after being switched through an amplifier stage with a transistor (24), switches through a further transistor (25) which is connected to the controller (7).